题目内容

【题目】如图1是回旋加速器D型盒外观图,如图2是回旋加速器工作原理图。已知D型盒半径为R,电场宽度为d,加速电压为u,磁感应强度为B,微观粒子质量是m,带正电q,从S处从静止开始被加速,达到其可能的最大速度vm后将到达导向板处,由导出装置送往需要使用高速粒子的地方。下列说法正确的是( )

A. D型盒半径,高频电源的电压是决定vm的重要因素

B. 粒子从回旋加速器中获得的动能是

C. 粒子在电场中的加速时间是

D. 高频电源的周期远大于粒子在磁场中运动周期

【答案】C

【解析】

回旋加速器的半径一定,根据洛伦兹力提供向心力,求出最大速度,可知最大动能与什么因素有关.粒子只在电场中被加速,根据v=at求解加速时间;回旋加速器中粒子在磁场中运动的周期等于高频电源的变化周期.

根据知,,则粒子的最大动能Ek=mv2=,与加速的电压无关,而最大动能与加速器的半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关。故AB错误。在加速电场中的加速度,根据v=at解得在电场中的加速时间:,选项C正确;要想使得粒子在电场中不断得到加速,则高频电源的周期必须等于粒子在磁场中做圆周运动的周期,选项D错误;故选C.

练习册系列答案
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【题目】在“验证动量守恒定律”的实验中,甲、乙两位同学用了不同的实验方案。

(1)如图1所示,甲同学利用“碰撞实验器”验证动量守恒定律。

①实验中,斜槽轨道末端_______________。(填选项前字母)

A.必须水平

B.要向上倾斜

C.要向下倾斜

②若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2。实验要求m1___________m2,r1_________r2。(填“>”“<”或“=”)

③图1中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射小球m1多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其平均落点位置P,测量平抛射程OP。然后把被碰小球m2静置于轨道水平部分末端,再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放,与小球m2相碰,并多次重复。空气阻力忽略不计,接下来要完成的必要步骤是_____________。(填选项前的字母)

A.测量两个小球的质量m1、m2

B.测量小球m1开始释放时的高度h

C.测量抛出点距地面的高度H

D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E.测量平抛射程OM、ON

F.测量两个小球的半径r1、r2

④若两小球相碰前后的的动量守恒,其表达式可表示为_____________________________;若碰撞时弹性碰撞,则还可以写出表达式为________________________。(用③问中测量的量表示)

(2)如图2所示,乙同学利用此装置验证动量守恒定律。水平气垫导轨(轨道与滑块间摩擦力忽略不计)上装有两个光电计时装置C和D,可记录遮光片的遮光时间。将滑块A、B静止放在导轨上,乙同学按照如下步骤进行试验:

a.测量滑块A的质量,测量滑块B的质量

b.测量滑块A的遮光片的宽度d1,滑块B的遮光片的宽度d2

c.给滑块A一个向右瞬时冲量,让滑块A与静止的滑块B发生碰撞后,B、A依次通过光电计时装置D

d.待B、A完全通过广电计时装置D后用手分别按住

e.记录光电计时电装置C显示的时间t1和装置D显示的时间t2、t3

①完成上述实验步骤需要的实验器材有___________。

②按照乙同学的操作,若两滑块碰撞前后的动量守恒,其表达式可表示为________________________;两滑块碰撞过程中损失的机械能为________________________________。

(3)通过实验来“验证动量守恒定律”,不论采用何种方法,都要测得系统内物体作用前后的“速度”,请比较分析甲、乙同学的两个实验方案,分别说明在测得“速度”的方法上有何不同?___________

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